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PERFECTIONNEMENTS AUX ENGRENAGES HELICOÏDAUX.
Les engrenages hélicoïdaux ont des avantages bien connus sur les engrenages droits, surtout en ce qui concerne la résistance et le manque de bruit , ce qui rend leur emploi désirable dans les mécanismes à engre- nages glissants, tels que les boites de vitesses des., voitures.automobiles.
Il y a cependant la difficulté de faire glisser deux roues à dentures hélicoïdales pour déterminer leur embrayage ou débrayage, à cause de l'angle des dents par rapport au mouvement de translation de la roue qui se meut; il existe, de plus, la difficulté d'avoir des moyens satisfaisants au point de vue méca- nique pour réagir contre la poussée axiale de la roue qui se meut lorsque les roues sont embrayées et sont sous charge.
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La présente invention a pour but d'éviter ces dif- ficultés. Suivant l'invention, le mouvement d'embray- age et de débrayage de la roue mobile d'une paire de roues hélicoïdales est un mouvement hélicoïdal dont l'axe coïncide avec l'axe de la roue mobile, et le pas et la saillie sont identiques au pas et à la saillie de la même roue.
L'expression "pas" est employée dans cette spécifi- cation dans le sens qui lui est communément donné dans la description d'engrenages hélicoïdaux, c'est à dire comme signifiant la distance parallèle à l'axe de la roue entre les deux points extrêmes d'un tour complet de l'hélice.
Dans des engrenages glissants, la roue qui glisse est d'ordinaire montée sur un arbre qu'elle fait tour- ner ou par lequel elle est tournée, la connection mo- trice étant faite en formant l'arbre et l'alésage de la roue de section droite non-circulaire. Puisque cet- te connection a d'ordinaire la forme d'une languette ou projection, l'expression "projection" sera employée ci après pour désigner toute forme qui permet d'obtenir un mouvement d'entraînement rotatif, tout en permettant un glissement axial.
L'invention consiste de plus en un engrenage glis- sant à denture hélicoïdale dans lequel la roue qui se déplace est en connection d'entraînement rotatif avec son arbre au moyen de projections hélicoïdales ayant même pas et même saillie que les dents de la dite roue.
L'invention est illustrée dans le dessin ci-joint comme appliqué à un changement de vitesse glissant du type employé dans les voitures automobiles, dans le- quel les axes des roues sont parallèles entre eux, deux engrenages antérieurs étant seulement montrés pour la simplicité,
2 indique l'arbre d'embrayage sur lequel se trou-
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vent fixées rigidement les roues dentées 3 et,:
4,4'60
5 est l'arbre de transmission de la boite des vites . ses sur lequel est fixé, de manière à produire l'en- traînement rotatif et à pouvoir glisser, une roue 6.-
Cette dernière a des dents extérieures 7 et des inté. rieures 8 formant des griffes, pour embrayage avec les dents similaires 9 de la roue 4.- 10 est l'arbre qui peut tourner librement sur lequel sont fixées rigide- ment les roues dentées 11 et 12. Cette dernière en- grène d'une manière permanente la roue 3. Une attaque directe est obtenue en déplacant la roue 6 vers la gauche de sorte qu'elle embraye directement la roue 4.
La réduction de vitesses est obtenue en faisant venir la roue 6 en engagement avec la roue 11, comme montré.
Suivant la présente invention, les dents 7, 8 et 9 ont une forme hélicoïdale et ont toutes la même saillie et le même pas. Les dents de la roue 11 sont conformes aux dents 7 de la roue 6. Les roues 3 et 12 sont munies de préférence de dentures hélicoïdales qui peuvent avoir une angularité opposée à celle des roues 4 et 6 respectivement, afin de diminuer la poussée axiale.
Les projections 13 qui embrayent la roue mobile 6 avec l'arbre 5 sont hélicoïdales avec le même pas et la même saillie que les dents 7 et 8. Par conséquent lorsque la roue 6 se meut le long de l'arbre 5, -ce qui peut se faire par la fourche sélectrice usuelle 14 ayant un mouvement en ligne droite-, les projections hélicoïdales 13 forcent la roue 6 de prendre un mou- vement rotatif simultané, de sorte que son mouvement résultant est hélicoïdal autour de l'axe 15. Le pas de ce mouvement hélicoïdal est nécessairement constant pour tous les points de la roue quelle que soit leur distance radiale et est identique au pas des roues 7 et 8.
Par conséquent, les dites dents 7 et 8 peuvent glis- ser sur celles des roues 11 eu 3 sans produire un dé- placement angulaire relatif des arbres 2 et 5 ou 10 et ,
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5, et par conséquent la résistance à l'embrayage des dents qui résulterait d'un tel déplacement des arbres disparait.
En ce qui concerne la poussée axiale, il est évident que sur chaque roue 3 ou 11 qui entraîne la roue mobile
6, l'angularité des dents qui engrènent produira une poussée axiale sur les dents de la roue 6 qui tendra à former la dite roue 6 dans son ensemble, par exemple vers la droite. En même tamps, la pression motrice de la dite roue 6 sur les projections hélicoïdales 13 produira une poussée axiale entre l'arbre 5 et la roue 6 tendant à forcer la dite roue vers la gauche.
.
Dans chaque cas la valeur de la poussée axiale sera représentée par F tg M où F est la force dirigée périphériquement et M est 1' angle spiral, c'est-à-dire l'angle que fait l'hélice avec son axe.
Si R désigne la distance radiale de l'axe à laquelle la force F est exercée, alors
R tg M = @ pas,
FR et F tg M = @ pas
Mais FR étant le couple exercé par la roue 6, sa va- leur est constante à toutes les distances radiales de la roue.
Le pas également est identique pour toutes les distan. ces radiales ; desorte que la poussée axiale est indépen- dante du rayon de l'hélice auquel elle a lieu et elle a la même valeur aux dents et aux projections, c'est-à- dire la poussée axiale produite aux dents est toujours égale et opposée à la poussée d'extrémité aux projec- tions, et la poussée d'extrémité aux dents ne tend pas à déplacer la roue 6 sur 1.'arbre 5, mais est transmise à l'arbre 5. Par conséquent avec cette construction, il
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n'est pas nécessaire de former des paliers de butée pour la roue mobile 6, ce qui donnerait un dispositif encom- brant et agrandirait la botte des vitesses.
Toutes les poussées axiales des diverses roues étant transmises aux arbres 2, 5 et 10, sont contrôlées facilement en munissant les arbres de paliers ordinaires de poussée radiale, montrés en 16,
Revendications et Résumé.
------------------------ 1. Des engrenages glissants à dentures hélicoïdales, dans lesquels la roue mobile a un mouvement hélicoïdal pour embrayer ou débrayer, l'axe de ce mouvement coin.. cidant avec l'axe de la roue 'mobile dont le pas et la saillie sont identiques aux pas et saillie des dents de la même roue.
2, Des engrenages hélicoïdaux tels que revendiqués sous 1, dans lesquels la roue mobile est en connection d'en- traînement avec un arbre tournant non glissant au moyen de projections hélicoïdales ayant le même pas et la même saillie que ces dents.
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IMPROVEMENTS TO HELICOIDAL GEARS.
Helical gears have well-known advantages over spur gears, especially with regard to strength and lack of noise, which makes their use desirable in sliding gear mechanisms, such as gearboxes. cars, automobiles.
There is however the difficulty of sliding two helical toothed wheels to determine their engagement or disengagement, because of the angle of the teeth with respect to the translational movement of the moving wheel; there is, moreover, the difficulty of having satisfactory means from a mechanical point of view for reacting against the axial thrust of the wheel which moves when the wheels are engaged and are under load.
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The object of the present invention is to avoid these difficulties. According to the invention, the engagement and disengagement movement of the movable wheel of a pair of helical wheels is a helical movement, the axis of which coincides with the axis of the movable wheel, and the pitch and the projection are identical to the pitch and protrusion of the same wheel.
The expression "pitch" is used in this specification in the sense which is commonly given to it in the description of helical gears, that is to say to mean the distance parallel to the axis of the wheel between the two points. extremes of a full turn of the propeller.
In sliding gears, the sliding wheel is usually mounted on a shaft which it turns or by which it is turned, the motor connection being made by forming the shaft and the bore of the wheel. of non-circular cross section. Since this connection is usually in the form of a tongue or projection, the term "projection" will be used hereinafter to denote any shape which provides for rotary driving motion, while allowing axial sliding. .
The invention further consists of a helical-tooth sliding gear in which the moving wheel is in rotary drive connection with its shaft by means of helical projections having the same pitch as the teeth of said wheel. .
The invention is illustrated in the accompanying drawing as applied to a sliding gearshift of the type employed in motor cars, in which the axes of the wheels are parallel to each other, two anterior gears being only shown for simplicity,
2 indicates the clutch shaft on which the
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wind rigidly fixed the toothed wheels 3 and:
4.4'60
5 is the transmission shaft of the gearbox. its on which is fixed, so as to produce the rotary drive and to be able to slide, a wheel 6.-
The latter has external teeth 7 and inté. 8 forming claws, for engagement with the similar teeth 9 of the wheel 4.- 10 is the shaft which can rotate freely on which the toothed wheels 11 and 12 are rigidly fixed. The latter engages with a permanently the wheel 3. A direct drive is obtained by moving the wheel 6 to the left so that it directly engages the wheel 4.
The speed reduction is achieved by bringing the wheel 6 into engagement with the wheel 11, as shown.
According to the present invention, the teeth 7, 8 and 9 have a helical shape and all have the same projection and the same pitch. The teeth of the wheel 11 conform to the teeth 7 of the wheel 6. The wheels 3 and 12 are preferably provided with helical teeth which may have an angularity opposite to that of the wheels 4 and 6 respectively, in order to reduce the axial thrust.
The projections 13 which engage the movable wheel 6 with the shaft 5 are helical with the same pitch and the same projection as the teeth 7 and 8. Therefore when the wheel 6 moves along the shaft 5, which means can be done by the usual selector fork 14 having a straight-line movement, the helical projections 13 force the wheel 6 to take a simultaneous rotary movement, so that its resulting movement is helical around the axis 15. The The pitch of this helical movement is necessarily constant for all the points of the wheel regardless of their radial distance and is identical to the pitch of the wheels 7 and 8.
Consequently, said teeth 7 and 8 can slide on those of wheels 11 or 3 without producing a relative angular displacement of shafts 2 and 5 or 10 and,
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5, and consequently the resistance to the engagement of the teeth which would result from such displacement of the shafts disappears.
Regarding the axial thrust, it is obvious that on each wheel 3 or 11 which drives the movable wheel
6, the angularity of the teeth which mesh will produce an axial thrust on the teeth of the wheel 6 which will tend to form said wheel 6 as a whole, for example towards the right. At the same time, the driving pressure of said wheel 6 on the helical projections 13 will produce an axial thrust between the shaft 5 and the wheel 6 tending to force said wheel to the left.
.
In each case the value of the axial thrust will be represented by F tg M where F is the force directed peripherally and M is the spiral angle, that is to say the angle which the propeller makes with its axis.
If R denotes the radial distance from the axis at which the force F is exerted, then
R tg M = @ not,
FR and F tg M = @ not
But FR being the torque exerted by the wheel 6, its value is constant at all the radial distances of the wheel.
The pitch is also the same for all the distances. these radials; so that the axial thrust is independent of the radius of the helix at which it takes place and it has the same value at the teeth and at the projections, that is to say the axial thrust produced at the teeth is always equal and opposite to the end thrust at the projections, and the end thrust at the teeth does not tend to move the impeller 6 on the shaft 5, but is transmitted to the shaft 5. Therefore with this construction it is
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It is not necessary to form thrust bearings for the movable wheel 6, which would give a bulky device and enlarge the gearbox.
All the axial thrusts of the various wheels being transmitted to shafts 2, 5 and 10, are easily controlled by providing the shafts with ordinary radial thrust bearings, shown at 16,
Claims and Summary.
------------------------ 1. Sliding gears with helical teeth, in which the movable wheel has a helical movement to engage or disengage, the axis of this movement wedges .. ciding with the axis of the mobile wheel whose pitch and projection are identical to the pitch and projection of the teeth of the same wheel.
2, Helical gears as claimed in 1, wherein the movable wheel is in drive connection with a non-sliding rotating shaft by means of helical projections having the same pitch and projection as these teeth.
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